JPS61120043A - フレーム原子吸光分光分析計のフレームを停止する方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野： 本発明は空気全始動および停止酸化剤として必要とし、
亜酸化チッ素をバーナフレームのための高エネルギー酸
化剤として使用する方式のフレーム原子吸光分光分析計
に関する。

従来の技術。

原子吸光分光分析の場合、特定元素の示性共鳴スペクト
ル１課における吸光１ｆｆｌｌ定によりもとの試料溶液
中のその元素の濃度の測定が達成される。現在吸光（＠
１１定の目的で元素を原子化するためのもつとも普通の
方法の１つは被検元素の液体試料溶（夜をガスバーナへ
導入し、そこで溶液の滴を蒸発させ、究極的に元素は原
子化され、装置の光路内に多量の被検元素が原子状態を
形成する。被検元素の共鳴線を含む線を放出する光源か
らの試料光束は炉を通過するように向けられる。試料中
の所望の元素は元素の水性共鳴線を吸収し、射出光束は
モノクロメータおよび検知器へ向い、そこで所望元素に
よる試料光束の共鳴線吸収度が測定される。この吸収度
が試料物質中の所望元素の量を表わす。

このような分光分析計では特定元素の最善の測定結果を
得るために十分な高温を有するフレームを発生させるた
め、燃料としてアセチレンガスを庚用し、アセチレンガ
ス・燃焼用酸素源として亜酸化チッ素（Ｎ２０　＞　＊
使用するのが有利である。燃焼を安全に開始するため、
酸素源として空気を使用してアセチレンガスの燃ｍｔ開
始し、アセチレンがスフレームが点火して安定になった
後に亜酸化チッ素に切替えることが必要である。

爆発の危険を避けるように安全に系を停止するため、バ
ーナ系を停止する前に酸化剤とじての亜酸化チッ素から
酸化剤としての空気へ逆に切替えることが常用されるの
もこのような系の特徴である。これは系の停止を実施す
る際つねに圧力下の空気源が得られることを保証する何
らかの手段ｉｔ備えることを必要としだ。さもなげれば
空気供給系の故障により作業員には停止のための安全手
段が残されない。緊急空気供給源の存在を保証する１つ
の常用手段はこのような事故のための予備として保有す
る圧縮空気の蓄力容器を備えることである。しかし蓄力
容器の必要によりかなりの付加的費用および腹雑性が生
じ、かつ装置のサイズが大きくなる。

発明が解決しようとする問題点： したがって本発明の目的は圧縮空気蓄力容器の費用およ
び腹雑化全必要とすることなく分光分析計のフレームを
安全に停止することである。

系の安全な停止全実施するためのもう１つの問題は電源
事故の際に発生する。これは分光分析計が普通の生産的
作業のための電源を必要とし、電源故障の場合停止しな
けれはならないので問題である。さらにバーナ系の制御
とくに系の作業を酸化剤としての亜酸化チッ素から空気
へ戻し、次に系をこの状態から停止する普通のルーチッ
停止制御は電気的に実施される。したがって現在のフレ
ーム原子吸光分光分析計には主電源故障の際少なくとも
短時間系の電源を維持することが必要である。このよう
な電源維持装置はスタンバイ電池により、または安全な
停止を達成するために十分な時間電源を維持しつる大容
量コンデンサにより実施しなければならない。

したがって分光分析計の系の電源事故の際に分光分析計
のフレームを安全に停止する手段を得ることは本発明の
もう１つの重要な目的である。

さらに本発明のもう１つの目的は分光分析計の系の電源
および圧縮空気の同時事故の際分光分析計のフレームを
安全に停止する手段を得ることである。

問題点を解決するための手段： 本発明の目的は酸化剤として亜酸化チッ素を使用しなが
ら空気のような異なる酸化剤へ切替えることな（、フレ
ームを吹消すため著しく過剰の亜酸化チッ素をバーナに
供給するフレーム原子吸光分光分析計のフレームを停止
する改善した方法によって解決される。

実施例： 次に本発明の実施例を図面により説明する。

第１図のフレーム原子吸光分光分析計にはフレーム１２
を有するバーナ１０が示される。代々的配置の場合装置
は空気コンプレッサ１６のような圧縮空気源からの圧縮
空気を導く圧縮空気導管１４、加圧した容器２０からの
亜酸化チッ素を導くように接続した亜酸化チッ素導管１
８および７ワ０圧したボンベ２４からアセチレンガスの
ような燃料を導く燃料導管２２を有する。

燃料は制御弁２６、導管２８、遮断弁３０、導管３２オ
Ｃよびバーナポート３３を介してバーナ１０へ供給され
る。

バーナ１０には空気コンプレッサ１６からの空気または
容器２０からの亜酸化チッ素からなる酸化剤が供給され
る。バーナの始動および停止の間空気が使用され、ｌク
ーテの通常作業の間亜酸化チッ素が使用される。２つの
弁３４゜３６およびこれらを互いに結合する導管３８か
らなる切替弁系は空気から亜酸化チッ素へ切替える際弁
３６で空気を遮断し、弁３４でほぼ同時に亜酸化チッ素
導管を開（ように使用される。

１つの出口ポートおよび２つの選択的入ロホートを有す
る１つの弁を含む種々の他の配置をこの切替弁作業を達
成するため使用することができる。このような切替弁装
置の有利な配置は本発明と同一の出願人および発明者に
よる同日出願のインブルーブト　システム　フォー　チ
ェンジンクオキシダンノ　イン了　フレームアブソープ
ションスペクトロホトメータの名称の特願に記載される
。

酸化剤亜酸化チッ素は弁３４および遮断弁４０を介して
導管４２へ供給される。圧縮空気は弁３６を介して導管
４２へ供給される。

そこから酸化剤の空気または亜酸化チッ素は導管４４、
制御弁４６および主ポート４８を介してバーナ１０へ供
給される。酸化剤は４８からとくにバーナ１０の一部を
形成する霧化器５０へ供給される。霧化器５０は、ノズ
ル５２および吸引管５４を有し、被検材料を含む液体試
料は入口５６からこれらを介して供給される。

補助ポート５８もバーナ１０へ酸化剤を導入するため備
えられる。補助ポート５８は制御弁６０および導管６２
を介して酸化剤を導（ようにバーナ作業の間つねに使用
することができる。

しかし補助ポート５８へのこの酸化剤分枝導管６２およ
び弁６０は酸化剤のと（制限された流れのため備えられ
、実施例によっては導管６２および弁６０は完全に除外
される。通常の酸化剤流れのすべては主ポート４８を介
して得られる。

前記のように系を停止する際はつねに爆発を避けるため
弁３４および３６により再び亜酸化チッ素から空気へ切
替えることが常用され、かつ有利である。しだがって空
気コンプレッサ１６からの空気が連続的に得られること
がきわめて重要である。

本発明により空気圧力不足のだめまたは他の理由により
？ぐ−すを空気を使用せずに停止することが必要な場合
、フレームを安全に吹消すためバーナに亜酸化チッ素を
過剰に供給し５ることが明らかになった。これは導管６
４、ニューマチック弁６６および補助ポート５８に接続
する導管６８により達成される。著しく過剰の亜酸化チ
ッ素はヒトがろうそくを吹消す際とほぼ同じ動作でフレ
ーム１２ｔ−簡単に吹消す。それゆえ系は爆発なしに安
全に停止する。さらに系の安全性を増大するため、装置
はとくに電気的に作動する遮断弁４０を制御するように
、導線７２により接続し九光電フレームセンサ７０を含
ム。フレームセンサ７０がフレームラ検知シなくなると
、弁４０は亜酸化チッ素供給を自動的に遮断する。この
状態が発生しだ際導管４２内の酸化剤圧力の消滅は圧力
制御接続導管７４を介して検知され、弁３０が閉鎖し、
それによって導管３２を介する燃料のバーナ１０への供
給が停止される。このように燃料および酸化剤は両方と
もフレームが消えた後、バーナ装置を停止しながら完全
かつ安全に遮断される。

非常停止のためバーナ１０に亜酸化チッ素を過剰に供給
する導管６８（導管６４および弁６６との組合せで）は
補助導管と称することができる。

バーナの安全停止のための普通の手段は酸化剤としての
圧縮空気への切替全音むので、圧縮空気供給の事故は非
常停止手段を必要とする重要な事態である。したがって
圧縮空気分枝導管１４Ａ１弁７６および導管７８を介し
て供給する圧縮空気の圧力損失に応じて弁６６を制御す
ることは本発明の有利な特徴である。弁７６はコイル８
０により励起されるような電磁作動弁であり、この弁は
ル、ノイドコア８２の作動によりピストンランド８４全
含むざストンが上向きに動き、導管１４Ａおよび７８を
互いに結合するようにそれぞれのポート８６および８８
が開放される。作業モードおよび弁７６の目的はさらに
後述する。

弁６６はスプリング９２によって開放位置へ前負荷され
たぎストンランド９０を有するピストンを含むように示
される。しかし系の平常作業下に圧縮空気圧が導管７８
に得られる場合、ランド９０を含むピストンはスプリン
グ９２の力に抗して上向きに動かされ、弁ポート９４お
よび９６を閉じ、補助導管６８は遮断される。

しかし酸化剤として空気を使用する正常な停止のための
安全レベルにより空気圧が低下した際、圧力は弁６６の
ピストンをスプリング９２の力に抗して上昇位置に維持
するには不十分であり、弁は開き、バーナに過剰の亜酸
化チッ素が供給サレ、フレームは吹消される。このよう
に圧縮空気蓄力タンクもしくはスタンバイコンプレッサ
または圧縮空気系を使用できない場合の正常な停止手段
として圧縮空気を供給する他の手段を備える必要がｍゆ
られる。さらにこのよ５な圧縮空気系の事故はコンプレ
ッサおよび蓄力器より下流の空気供給導管の大きい破損
のように、蓄力器の存在によって保護されなし・性質の
ものである。本発明によりこの問題は圧縮空気系下流の
空気圧不足の際その理由を問わず安全な停止が達成され
る。

空気圧に応答する弁６６は制御導管７８を介して空気圧
をモニタするということができる。

ソレノイド作動弁７６は開放位置へ重力で偏位し、また
はとくに１００で示すスプリングを備えることができる
。この弁はとくに付加的ランド１０２、排出ポート１０
４および導管７８に接続するポート１０６を含む。図示
のように弁７６がその非励起位置にある場合、ポート８
６および８８は閉鎖され、ポート１０６および１０４は
ランド１０２によって開かれ、導管７８のすべての圧力
を逃がし、弁６６が開放位置に偏位することを可能にす
る。しかしツレ、ノイド８２のコイル８０を励起すると
、弁７６のピストンは上昇するので、ランド１０２はポ
ート１０４および１０６を閉じ、ポート８６および８８
が開（ので導管７８は加圧される。

コイル８０のための電気信号は非常停止の制″御のため
に使用し５る適当なソースから得られる。有利な実施例
によればコイル８０は単にフレーム原子吸光分光分析計
の主電源に接続されるので、停電の開弁７６のポート８
６および８４の閉鎖、加圧された導管７８へのポート１
０４および１０６の開放によって、バーナ１０に亜酸化
チッ素を過剰に流すように弁６６が開放することによっ
てバーナは自動的に停止される。

電気的事故に応答する停止を望まないまたは必要としな
い場合、弁７′６は簡単に系から除外することができる
。

さらに有利ではな−・けれど系は弁６６をニューマチッ
ク作動よりも電気的作動に形成することにより停電のみ
に応答するように適合させ、非常停止に備えることがで
きる。このような配置は電気駆動空気コンプレッサ１６
を使用する場合、空気圧力不足のもつとも多い原因が空
気コンプレッサ駆動モータへの電力の供給事故なので有
利である。

種々の市場で人手しうる弁を本発明の系に使用すること
ができる。感圧弁６６およびソレノイド弁７６の１つの
信頼しうる供給元はクリツパドインスノルメント　ラボ
ラトリ　インク、７３９０コレレイン　ロードシンシナ
ティ　オハイオＡ　５２３９　（Ｃ１１ｐｐａｒｄ　Ｉ
ｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓＬａｂｏｒａｔｏｒｙ、　Ｉｎｃ
　：　、　７３９　Ｑ　Ｃｏ１ｅｒａ１ｎ　Ｒｏａｄ　
。

Ｃ１ｎｃ１ｎｎａｔｉ　、　０ｈｉｏ　４５２３９　）
である。

第２図は弁６６のもう１つの選択的実施例の断面を示す
。弁６６Ａの弁６６のパーツに相当するパーツは同じ番
号にＡを付して示す。弁６６ＡＵ薄膜弁と称することが
でき、ゴムまたはゴム状材料の薄膜１１０を有し、この
膜は通常は弁の内面１１２と１面になるように配置され
る。ポート７８Ａの空気圧力がポー）９４Ａの亜酸化チ
ッ素圧力とほぼ等しく、またはこれを超える場合、薄膜
１１０は面１１２に平らに押付けられて留まり、ポート
９４Ａおよび９６Ａを閉鎖し、これらのポートを通る亜
酸化チッ素の流れを阻止する。しかしポート７８Ａの空
気圧が低下し、または完全にゼロになると、薄膜１１０
は第２図に示すように膨らみ、ポート９４Ａおよび９６
Ａが開き、亜酸化チッ素を補助導管６８を介して過剰に
供給することができる。弁６６Ａの部材は固定手段（図
示されず）によって互いに保持される。

薄膜１０の材料はゴム状と称することができ、この表現
はゴム自体とともに他のゴム状材料を表わす。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による装置の系統図、第２図は圧縮空気
圧力を検知する弁構造の１例の縦断面図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、酸化剤として亜酸化チッ素を使用している間に他の
   酸化剤へ切替えずに、フレーム原子吸光分光分析計のフ
   レームを停止する方法において、バーナに著しく過剰の
   亜酸化チッ素を供給してフレームを吹消すことを特徴と
   するフレーム原子吸光分光分析計のフレームを停止する
   方法。 ２、著しく過剰の亜酸化チッ素のバーナへの供給をバー
   ナへ亜酸化チッ素を送るための補助導管を介して実施す
   る特許請求の範囲第１項記載の方法。 ３、圧縮空気源を備え、通常は酸化剤として空気を使用
   して停止する系において、圧縮空気源からの空気圧を監
   視し、酸化剤として空気を使用する正常な停止のための
   安全レベルを超える空気圧の低下を検知した際のみ著し
   く過剰の亜酸化チッ素をバーナに供給してフレームを吹
   消す特許請求の範囲第１項記載の方法。 ４、分光分析計の系の電力の存在を監視し、電力事故の
   際バーナに過剰の亜酸化チッ素を供給してフレームを吹
   消す特許請求の範囲第１項記載の方法。 ５、圧縮空気源を備え、通常は酸化剤として空気を使用
   して停止する系において、圧縮空気源からの空気圧を監
   視し、酸化剤として空気を使用する正常な停止のための
   安全レベルを超える空気圧の低下を検知した際、著しく
   過剰の亜酸化チッ素をバーナに供給して吹消し、それゆ
   えフレームが電力事故の際または圧縮空気圧が安全レベ
   ルより低下した際に消される特許請求の範囲第４項記載
   の方法。 ６、著しく過剰の亜酸化チッ素のバーナへの供給をバー
   ナへ亜酸化チッ素を送るための補助導管を介して実施し
   、空気圧を補助導管に配置したニユーマチツク弁を使用
   して監視し、この弁が空気圧不足の際バーナに亜酸化チ
   ッ素を過剰に供給するように開き、さらに電力の存在の
   監視を電力存在の際圧縮空気源からの空気圧をニユーマ
   チツク弁へ伝達し、かつ電力事故の際ニユーマチツク弁
   から空気圧を遮断するように接続した電気的に作動する
   弁によつて実施する特許請求の範囲第５項記載の方法。 ７、酸化剤として亜酸化チッ素を使用している間に他の
   酸化剤へ切替えずにフレーム原子吸光分光分析計のフレ
   ームを停止する装置において、フレームのためのバーナ
   、ならびにバーナへ亜酸化チッ素を送るための補助導管
   および所要の際フレームを吹消すため補助導管を開いて
   亜酸化チッ素を放出するように動作する弁からなる著し
   く過剰の亜酸化チッ素をバーナに供給してフレームを吹
   消す装置を有することを特徴とするフレーム原子吸光分
   光分析計のフレームを停止する装置。 ８、圧縮空気源を備え、通常は酸化剤として空気を使用
   して停止するフレーム原子吸光分光分析計に使用するた
   め、圧縮空気源からの空気圧を監視し、酸化剤として空
   気を使用する正常な停止のための安全レベルを超える空
   気圧の低下を検知した際、弁を開いてフレームを吹消す
   ように接続した装置を有する特許請求の範囲第７項記載
   の装置。 ９、弁および空気圧を監視する装置が開放位置へ前負荷
   された１つの圧力作動弁構造に組合わされ、この構造が
   圧縮空気圧を監視するための制御接続導管を含み、十分
   な圧縮空気圧の存在に応答して閉鎖状態へ作動する特許
   請求の範囲第８項記載の装置。 １０、弁および空気圧監視装置が圧力室およびこの室へ
   の３つのポートを有するハウジングからなる１つの圧力
   作動弁構造に組合わされ、このポートの２つが室の第１
   壁を介して室に通じ、かつ補助導管と直列に結合され、
   ゴム状材料の薄膜が室の第１壁に対して配置され、弁の
   第３のポートが室の第２壁を介して室に通じ、かつ圧縮
   空気源からの空気圧を監視するように結合され、薄膜が
   補助導管からポートを介する圧力と圧縮空気源からの圧
   力の平衡に応じて平らになり、または膨らみ、この圧力
   平衡に応じて第１および第２ポートの間の接続が開閉さ
   れ、それによつて第３ポート内の空気圧低下の際第１お
   よび第２ポートを介する亜酸化チッ素の多量の流れが得
   られる特許請求の範囲第８項記載の装置。 １１、分光分析計の系の電力の存在を監視する装置を有
   し、この監視装置が弁に接続され、電力事故の際フレー
   ムを吹消すためバーナに亜酸化チッ素を過剰に流すよう
   に弁を作動する特許請求の範囲第７項記載の装置。 １２、圧縮空気源を備え、通常は酸化剤として空気を使
   用して停止するフレーム原子吸光分光分析計に使用する
   ため、圧縮空気源からの空気圧を監視する装置が弁と組
   合わされ、この装置が酸化剤として空気を使用する通常
   の停止のための安全レベルより低い空気圧を検知した際
   フレームを消すため弁を開くように動作し、それゆえフ
   レームが電力事故の際または圧縮空気圧が安全レベルよ
   り低下した際に消される特許請求の範囲第１１項記載の
   装置。 １３、組合わせた空気圧監視装置および弁が補助導管に
   配置したニユーマチツク弁および電気的に作動する弁か
   らなり、ニユーマチツク弁が空気圧を検知する接続導管
   を有し、空気圧不足の際バーナに亜酸化チッ素を過剰に
   供給するように開き、電気的作動弁が電力存在の際圧縮
   空気源からの空気圧をニユーマチツク弁へ伝達し、停電
   の際ニユーマチツク弁から空気圧を遮断するように接続
   されている特許請求の範囲第１２項記載の装置。 １４、バーナフレームの始動および停止用酸化剤として
   空気を使用し、高エネルギー酸化剤として亜酸化チッ素
   を使用する方式のフレーム原子吸光分光分析計の安全バ
   ーナ装置において、バーナが主酸化剤ポートを有する霧
   化器、空気または亜酸化チッ素を選択的に主酸化剤ポー
   トに送るための接続導管、燃料を受取るための燃料ポー
   ト、酸化剤補助ポート、亜酸化チッ素を酸化剤として選
   択している間補助ポートへ亜酸化チッ素を送るため接続
   した補助導管を有し、この補助導管が開放位置へ前負荷
   された制御弁、酸化剤として使用する圧力下の空気源へ
   接続するための弁からの制御接続導管を含み、この制御
   弁が空気圧存在の際閉鎖して留まり、空気圧不在の際開
   いてバーナフレームを消すための補助ポートを介する亜
   酸化チッ素のほぼ無制限の流れが得られることを特徴と
   する安全バーナ装置。 １５、圧力下の空気を受取るため通常は閉鎖位置に前負
   荷され、かつ制御弁からの制御接続導管に接続したソレ
   ノイド作動弁を備え、この弁が原子吸光分光分析計へ電
   力を供給する電源へ接続され、電力が存在する限り制御
   弁へ圧縮空気を供給する開放位置にソレノイド作動弁が
   保持され、電力が停止した際ソレノイド作動弁が閉鎖し
   、それによつて制御弁への圧縮空気圧が遮断され、停電
   の際フレームを消すように制御弁が開放される特許請求
   の範囲第１４項記載の装置。 １６、始動の後酸化剤を空気から亜酸化チッ素へ切替え
   、通常の停止のため酸化剤を亜酸化チッ素から空気へ切
   替える切替弁を備えている特許請求の範囲第１４項記載
   の装置。 １７、酸化剤の流量調節のため流量制御弁が主酸化剤ポ
   ートへ酸化剤を送る接続導管に接続されている特許請求
   の範囲第１４項記載の装置。 １８、フレーム原子吸光分光分析計のフレームの存在を
   感知するためフレームセンサが配置され、このフレーム
   センサからの信号に応答して作動する電気的作動弁が接
   続され、この弁がフレーム中断の際亜酸化チッ素のバー
   ナへの流れを遮断するように作動する特許請求の範囲第
   １４項記載の装置。 １９、燃料ポートへ燃料を送るため接続した燃料導管、
   この燃料導管に配置した燃料制御弁を有し、この燃料制
   御弁がフレームセンサで制御される弁の下流の酸化剤圧
   力を検知する制御接続導管を含み、酸化剤圧力不在の際
   、燃料導管および燃料ポートを通る燃料の流れが遮断さ
   れる特許請求の範囲第１８項記載の装置。